پژوهشگران با استفاده از ایمپلنت‌های مغزی، هوش مصنوعی و فناوری تحریک جدید، نخستین بای‌پس عصبی دو طرفه را تکمیل کردند. آنها توانستند سیستم عصبی را دور زده و حرکت و حس لامسه را در یک فرد مبتلا به کوادری‌پلژی بازسازی کنند. در این روش دستورات هم از مغز به عضلات ارسال می‌شود و هم حسگرهای کوچک قرار گرفته در نوک انگشتان و کف دست، اطلاعات مربوط به لمس و فشار را به ناحیه حسی مغز بازمی‌گردانند. با توجه به شواهد و نتایج آزمایش‌ها پژوهشگران امیدوارند مغز، عضلات و نخاع شیوه برقراری ارتباط را دوباره بیاموزند و مسیرهای جدیدی در محل آسیب ایجاد شود. با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
درمان مبتنی بر تفکرات
در نخستین کارآزمایی بالینی در نوع خود، پژوهشگران، مهندسان و جراحان در مؤسسه تحقیقات پزشکی فاینشتاین در Northwell Health موفق به کاشت ریزتراشه‌هایی در مغز مردی فلج شدند و الگوریتم‌های هوش مصنوعی (AI) برای پیوند مجدد مغز او به بدن و نخاعش ایجاد کردند.
این بای‌پس عصبی دوطرفه یک پل الکترونیکی است که به اطلاعات اجازه می‌دهد بار دیگر بین بدن و مغز فرد جریان پیدا کند. تا حرکت و احساسات دست او را به طور ماندگار، حتی خارج از آزمایشگاه، بازگرداند. این گروه پژوهشی، چهار ماه پس از یک عمل جراحی 15 ساعته مغز باز، که در 9 مارس در بیمارستان دانشگاه نورث شور (NSUH) انجام شد، از پیشرفت چشمگیر شرکت‌کننده در آزمایش رونمایی کرد.
Chad Bouton، استاد مؤسسه پزشکی بیوالکترونیک در فاینشتاین، توسعه دهنده فناوری و پژوهشگر اصلی این کارآزمایی بالینی، گفت: «این نخستین بار است که مغز، بدن و نخاع به صورت الکترونیکی در یک انسان فلج برای بازگرداندن حرکت و احساس پایدار به یکدیگر متصل شدند».
«زمانی که فرد به حرکت دادن بازو یا دست خود فکر می‌کند. ما نخاع، مغز و ماهیچه‌های او را برای کمک به بازسازی اتصالات، ارائه بازخورد حسی و ارتقای بهبود تحریک می‌کنیم. این نوع درمان مبتنی بر فکر یک انقلاب است. هدف ما این است که با این فناوری توانایی زندگی کامل‌تر و مستقل‌تر را به معلولان بازگردانیم».
آمادگی برای جراحی
Keith Thomas ، 45 ساله، از ماساپکوا، نیویورک، که از سینه به پایین فلج است، نخستین انسانی است که از این فناوری استفاده می‌کند. در اوج همه‌گیری، در 18 ژوئیه 2020، یک حادثه در استخر موجب شد که آقای توماس در سطح C4 و C5 مهره‌های ستون فقرات خود آسیب ببیند. او از قفسه سینه به پایین فلج است و قادر به حرکت و احساس نیست.
بیش از صد میلیون نفر در سراسر جهان با نوعی اختلال حرکتی یا فلجی زندگی می‌کنند. این کارآزمایی بالینی با هدف بازیابی پایدار حرکت فیزیکی – خارج از آزمایشگاه تحقیقاتی – و بازیابی حس لامسه انجام می‌شود.
پژوهشگران و پزشکان مؤسسه فاینشتاین، ماه‌ها به نقشه‌برداری از مغز توماس با استفاده از MRIهای کاربردی پرداختند تا نواحی مسئول حرکت بازو و احساس لامسه در دست او را مشخص کنند.
با استفاده از این اطلاعات، جراحان یک عمل جراحی 15 ساعته را در NSUH انجام دادند که طی بخش‌هایی از آن، توماس بیدار بود و به جراحان بازخورد لحظه‌ای می‌داد. همانطور که پژوهشگران بخش‌هایی از سطح مغز او را بررسی می‌کردند، توماس به آنها می‌گفت چه چیزی را در دستانش حس می‌کند.
«توماس در بخش‌هایی از جراحی با ما صحبت می‌کرد، به طور دقیق می‌دانستیم که ایمپلنت‌های مغز را کجا قرار دهیم. ما دو تراشه در ناحیه مسئول حرکت و سه تراشه دیگر در قسمتی از مغز که مسئول لمس و احساس در انگشتان است وارد کردیم».
روش کار
دو پورت بیرون زده از سر آقای توماس، به یک رایانه متصل می‌شود که از هوش مصنوعی برای خواندن، تفسیر و تبدیل افکار او به عمل استفاده می‌کند. این به عنوان درمان مبتنی بر فکر شناخته می‌شود و پایه و اساس رویکرد بای‌پس عصبی دوطرفه است.
بای‌پس با قصد و نیت آقای توماس آغاز می‌شود (یعنی او به فشردن دست خود فکر می‌کند). سپس ایمپلنت مغزی سیگنال‌های الکتریکی را به رایانه می‌فرستد. سپس رایانه (پس از پردازش سیگنال‌های مغزی) سیگنال‌هایی را به الکترودهای بسیار انعطاف‌پذیر و غیرتهاجمی ارسال می‌کند. که روی ستون فقرات و ماهیچه‌های دست قرار می‌گیرند تا عملکرد و ریکاوری را تحریک و ارتقا دهند.
حسگرهای کوچکی که در نوک انگشتان و کف دست او قرار دارند، اطلاعات مربوط به لمس و فشار را به ناحیه حسی مغز او برای بازگرداندن حس ارسال می‌کنند.
این پل الکترونیکی با هدف بازیابی حرکت و حس لامسه تشکیل شد. در آزمایشگاه، آقای توماس می‌تواند دست‌های خود را به دلخواه حرکت دهد. و لمس خواهرش را در حالی که دست او را برای حمایت می‌گیرد، احساس کند. این نخستین بار است که او سه سال پس از تصادفش چیزی احساس می‌کند.
بهبود ماندگار
پژوهشگران می‌گویند آقای Thomas به لطف این رویکرد جدید بهبود طبیعی از صدمات خود را آغاز کرده است. برخی از آسیب‌ها برای همیشه بهبود می‌یابند. قدرت بازوی او از زمان ثبت نام در مطالعه بیش از دو برابر شده است. و او شروع به تجربه احساسات جدید در ساعد و مچ دست خود کرده است، حتی زمانی که سامانه خاموش است.
پژوهش‌های پیشین توسط پروفسور Bouton و گروه‌های دیگر، از یک بای‌پس عصبی برای کمک به افراد برای حرکت مجدد اندام‌های فلج شده با افکار خود استفاده کردند. اما این رویکرد تنها زمانی کار می‌کرد که شرکت‌کنندگان به رایانه‌ها متصل بودند، که تنها در آزمایشگاه‌ها در دسترس بود.
امید این است که مغز، بدن و نخاع شیوه برقراری ارتباط را دوباره بیاموزند. و مسیرهای جدیدی در محل آسیب به لطف بای‌پس عصبی ایجاد شود.
میلیون‌ها نفر با فلجی و از دست دادن احساس زندگی می‌کنند و گزینه‌های محدودی برای بهبود وضعیت‌شان در دسترس است. پروفسور Bouton و گروهش متعهد به پیشبرد فناوریهای بیوالکترونیک جدید و باز کردن مسیرهای بالینی جدید برای بازگرداندن حرکت و احساس هستند.
>> تشخیص قصد حرکتی و امکان توانبخشی هدفمند پس از آسیب نخاعی
>> نرم افزار متن باز بهینه سازی و شخصی سازی روش درمان اختلالات حرکتی
منبع: medicalxpress
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است»
